焦點要聞

宇宙最高能 伽瑪射線爆比科學家預期劇烈3.5倍

(中央社記者陳至中台北9日電)文化大學光電物理系參與國際合作,首次以觀測資料證實,號稱宇宙中最大爆炸的「伽瑪射線爆」的輻射總能量,比科學家預期的至少劇烈3.5倍。

文化大學光電物理系參與國際合作,首次以觀測資料證實「伽瑪射線爆」的輻射總能量比科學家預期的至少劇烈3.5倍。(示意圖/圖取自Pixabay圖庫)
文化大學光電物理系參與國際合作,首次以觀測資料證實「伽瑪射線爆」的輻射總能量比科學家預期的至少劇烈3.5倍。(示意圖/圖取自Pixabay圖庫)

 

文大今天發布新聞稿,這項研究由台灣、日本、義大利、德國、法國、瑞典、英國、美國團隊跨國合作,偵測到伽瑪射線爆GRB 191221B的偏振光訊號,研究結果刊登於頂尖期刊「自然‧天文」(Nature Astronomy )中,獲得國際重視。

伽瑪射線爆是宇宙中最高能的爆發現象之一,科學家認為可以噴流方式集中釋放出比超新星多100倍的能量。伽瑪射線只持續幾秒到數十秒時間,但產生的能量衝撞散布在宇宙空間中的星際物質,可釋放出較低能量的餘暉,並持續幾天的時間,讓科學家有機會以衛星定位加上天文望遠鏡觀察。

學界對產生爆炸的恆星的實際質量,以及爆炸的總能量尚未有定論,原因是透過流體力學模型預測出伽瑪射線爆的能量,可能沒有100%轉換成觀測的餘暉,導致低估或沒觀察到隱藏的能量。

學界嘗試偵測伽瑪射線爆產生的「偏振光」,進而計算出伽瑪射線爆真正的能量。文大參與的跨國團隊,在2017年時使用阿塔卡瑪大型毫米波與次毫米波陣列(ALMA),成功偵測到伽瑪射線爆GRB 171205A的次毫米波偏振光,但當時沒有可見光波段的比較,無法完整支持理論。

但這一次,團隊同時觀測到可見光與次毫米波的偏振光,得到了預想的科學成果。他們使用ALMA和歐洲南方天文台的可見光甚大望遠鏡(VLT),在爆發後2.5天同時偵測到伽瑪射線爆GRB 191221B的偏振光訊號。

文大指出,透過理論模型推算出能量轉換的效率值,觀測結果顯示,伽瑪射線爆的總能量應比預測總能量至少多3.5倍。

論文共同作者、文大光電物理系教師黃麗錦表示,科學家不知道伽瑪射線爆會在什麼時候、哪個位置出現。當它出現時,就須立即規劃觀測策略及留意伽瑪射線爆變暗的程度。這次一邊使用次毫米波陣列觀察餘暉變暗的狀態,一邊修正偏振光的觀測策略,終於取得需要的完整觀測證據。

文大光電物理系主任鄒忠毅表示,黃麗錦在文大開設英文天文通識、天文物理學課程,增強學生的天文知識並與自身學科結合,激發新的想法。這次國際計畫也肯定文大在永續發展上的優質教育,以及多元國際合作夥伴關係。

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